地下工程開挖過程中,深部巖體在開挖擾動(dòng)作用下,洞壁附近圍巖所受切向應(yīng)力呈梯度分布。為探索梯度應(yīng)力對巖體產(chǎn)生巖爆特性的影響,借助自主研發(fā)的YB-A型氣液復(fù)合巖爆模擬試驗(yàn)裝置對大尺寸試件進(jìn)行不同梯度應(yīng)力作用下的巖爆試驗(yàn),且在結(jié)合大量工程實(shí)例的基礎(chǔ)上,引入梯度應(yīng)力強(qiáng)度比對強(qiáng)度–應(yīng)力比判據(jù)進(jìn)行優(yōu)化,建立一種引入梯度應(yīng)力的巖爆預(yù)測方法。結(jié)果表明,巖體巖爆烈度與其所受梯度應(yīng)力存在明顯的相關(guān)性,考慮梯度應(yīng)力的巖爆判據(jù)克服了傳統(tǒng)的強(qiáng)度–應(yīng)力比指標(biāo)區(qū)間不均勻的問題,預(yù)測準(zhǔn)確率提高到90.4%,為地下工程巖爆預(yù)測提供理論依據(jù)。 

【文章來源】：巖土工程學(xué)報(bào). 2020,42(11)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

隧道開挖前后圍巖的切向應(yīng)力分布圖

為研究梯度應(yīng)力對巖爆孕育的影響，借助自主研發(fā)的YB-A型氣液復(fù)合巖爆模擬試驗(yàn)裝置對模型試件進(jìn)行梯度應(yīng)力作用下的加載試驗(yàn)，擬在室內(nèi)再現(xiàn)巖體在不同梯度應(yīng)力作用下的巖爆現(xiàn)象，分析應(yīng)力梯度改變對產(chǎn)生巖爆特性的影響，試驗(yàn)裝置如圖2所示。為模擬地下開挖硐室圍巖受力狀態(tài)，試件在巖爆試驗(yàn)裝置中受三向六面加載，頂部為分級梯度加載，右側(cè)和后側(cè)為均布加載，其受力如圖3所示。

為模擬地下開挖硐室圍巖受力狀態(tài)，試件在巖爆試驗(yàn)裝置中受三向六面加載，頂部為分級梯度加載，右側(cè)和后側(cè)為均布加載，其受力如圖3所示。地下空間巖體開挖后，硐室切向應(yīng)力隨圍巖內(nèi)部某點(diǎn)距洞壁水平距離的增大而減小，可用函數(shù)y=ae-bx+c[11]近似模擬。其中，y是地下硐室圍巖內(nèi)部某點(diǎn)沿硐室切向的應(yīng)力，x為圍巖內(nèi)部（試件內(nèi)部）某點(diǎn)到洞壁（卸載面）的距離；a+c為洞壁圍巖（x=0）切向應(yīng)力；c是原巖初始頂部壓力；b為梯度系數(shù)，其值越大，代表模型頂部應(yīng)力梯度差越大。加載路徑Ⅰ為大梯度加載，選取b=4；加載路徑Ⅱ?yàn)樾√荻燃虞d，選取b=2；加載路徑Ⅲ為均布加載，選取b=0；具體路徑如圖4所示。

【參考文獻(xiàn)】：
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